Application of Adaptive Filters in Processing of Solar Corona Images

Abstract

Fotografování sluneční koróny patří mezi nejobtížnější úlohy astrofotografie a zároveň je jednou z klíčových metod pro studium koróny. Tato práce přináší ucelený souhrn metod pro pozorování sluneční koróny pomocí snímků. Práce obsahuje nutnou matematickou teorii, postup pro zpracování snímků a souhrn adaptivních filtrů pro vizualizaci koronálních struktur v digitálních obrazech. Dále přináší návrh nových metod určených především pro obrazy s vyšším obsahem šumu, než je běžné u obrazů bílé koróny pořízených během úplných zatmění Slunce, např. pro obrazy pořízené pomocí úzkopásmových filtrů. Fourier normalizing-radial-graded filter, který byl navržen v rámci této práce, je založen na aproximaci hodnot pixelů a jejich variability pomocí trigonometrických polynomů s využitím dalších vlastností obrazu.Solar corona photography counts among the most complicated tasks in astrophotography. It also plays a key role for research of the solar corona. This thesis brings an a complete overview of methods for imaging the solar corona. The thesis contains necessary methematical background, the sequence of steps for image processing, an overview of adaptive filters used for visualization of corona structures in digital images, and new methods are proposed, especially for images which contain more noise than it is typical for images of the white corona taken during total solar eclipses, e.g. images taken with narrow-band filters. The Fourier normalizing-radial-graded filter method that I proposed during my PhD study are based on approximation of pixel values and their variability with trigonometric polynomials using other properties of the image.